آزمایش حسگرهای پوشیدنی در نیروی هوایی آمریکا

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ سنسورهای پوشیدنی، با هدف حفاظت از جنگجویان آمریکایی و کاهش تلفات احتمالی، به پرسنل پزشکی امکان می‌دهند، روی سطوح اکسیژن، گلوکز یا درجه حرارت بدن  سربازان نظارت مداوم داشته باشند.

در حال حاضر، حسگرهای با کاربرد آسان، به‌طور گسترده در دسترس هستند. براساس مطالعه تحقیقاتی اخیر بازار، انتظار می‌رود بازار حسگرهای پوشیدنی نظامی در آمریکای شمالی در سال‌های 2018 تا 2023 در زمینه‌هایی مانند پارچه‌هایی با قابلیت شناسایی عوامل شیمیایی یا عفونی روی پوست و سنسورهای تزریقی، 20 درصد رشد داشته باشد.

نظارت و ثبت اطلاعات فیزیولوژیکی جنگجویان در این زمینه می‌تواند علاوه بر افزایش امنیت، به فرماندهان در شناسایی پارامترهای مأموریت کمک کند. این دستگاه‌های نظارتی، باید سبک وزن، فشرده، ساده و کاربر پسند باشند.

ارتش آمریکا، سنسورهای غیرتهاجمی را از چندین سال قبل آزمایش کرده است؛ اما محققان معتقدند که این حسگرها می‌توانند داده‌های دقیق‌تری ارائه دهند. وقتی یک شیء خارجی حسگر، زیر پوست قرار می‌گیرد، بدن انسان تلاش می‌کند تا برای حفاظت از خودش آن جسم را خارج کند و درنتیجه کارایی سنسورهای تهاجمی محدود می‌شود.

در حال حاضر آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی با «Profusa»، استارت‌آپی در حوزه حسگر زیستی کار می‌کند. این شرکت یک سیستم نظارت 2 بخشی دارد که به منظور واکنش بدن به  اشیای خارجی و نظارت مداوم روی شاخص های بیومتریکی تولید شد.

استارت‌آپ بالا، برای ردیابی تغییرات میزان اکسیژن و گلوکز، حسگرهای هیدروژل انعطاف‌پذیر دارای لنزهای نرم را توسعه داده است که به اندازه دانه برنج هستند. بر خلاف بسیاری از قطعات الکترونیک‌های تزریق شده – که باعث ایجاد شکاف در اطراف اشیای خارجی و دخالت در جمع‌آوری داده‌ها می‌شود - ترکیب حسگرهای زیستی امکان ادغام شدن در بافت‌های اطراف را می‌‎دهد. این ترکیب و باعث رشد مویرگی و سلولی از بافت اطراف می‌شود.

هیدروژل از مولکول‌های فلورسنت نور تابشی برای علامت‌دهی مداوم حضور و غلظت مواد شیمیایی بدن مانند  اکسیژن یا گلوکز استفاده می‌کند. مقامات آزمایشگاه اعلام کردند که این پوشش قابل خواندن روی پوستT سیگنال‌های فلورسنت را از حسگرهای جاسازی شده می‌خواند و درنتیجه اطلاعات به یک تلفن هوشمند یا دستگاه جمع‌آوری اطلاعات دیگر فرستاده می‌شود.

جرمی وارد (Jeremy Ward)، مدیر برنامه و دانشمند آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی ایالات متحده در این زمینه اظهار داشت:

حسگر زیستی Profusa، با مولکول‌های خاصی طراحی شده است تا بتواند به طول موج‌های مشخص نوری واکنش نشان دهد. براساس ترکیب این مولکول‌ها، تغییرات واکنش نوری آنها به غلظت موضعی اکسیژن، گلوکز یا سایر آنالیت‌ها (analytes) در بدن وابسته هستند.

به منظور تکمیل فناوری مذکور در کاربردهای نظامی، آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی به همراه Profusa با نت‌فکس (NetFlex)، کنسرسیوم دولت، دانشگاه و صنعت برای پیشبرد تولید الکترونیک‌های هیبرید انعطاف‌پذیر همکاری می‌کنند. شرکا، با کاهش اندازه انعطاف‌پذیری حسگر روی پوست را بهبود می‌بخشند تا آزمایش برنامه‌های نظامی انجام شود.

تحقیق و آزمایش حسگرهای زیستی، در سراسر ارتش آمریکا انجام می‌شود. تابستان 2018، مؤسسه تحقیقات پزشکی محیطی در نیروی زمینی ایالات متحده، سنسورهای پوشیدنی را در زمان آموزش تکاورران در فورت‌بنینگ (Fort Benning) برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تلفات بر اثرگرمایی – که طی چند سال گذشته افزایش یافته است – روی 2000 سرباز آزمایش کرد. سنسورهای کار گذاشته شده در قفسه سینه، درجه حرارت و گرمای پوست سربازان را هنگام آموزش در دمای بالا و رطوبت کنترل می‌کند. محققان امیدوارند که داده‌های سنسورها به آنها در کشف علت حساس بودن سربازان به آسیب‌های گرمایی، شناسایی سریع‌تر افراد و کاهش تلفات کمک کند.